CN105420481B - 一种斜轧球磨钢球淬火装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于金属塑性成形工艺与装备技术领域，特别涉及一种斜轧球磨钢球淬火装置。所述淬火装置包括一水箱、一旋转淬火单元，所述旋转淬火单元架设在水箱上，所述水箱内侧设置有一与所述旋转淬火单元形状相配的弧形板，所述旋转淬火单元周侧均匀设置多个转轮挡板，进入淬火装置的钢球在转轮挡板及弧形板的作用下持续滚动，本发明的优点在于：本发明采用的钢球淬火设备与球磨钢球轧机形成连续作业的生产线，可对钢球进行在线淬火热处理；转轮挡板和弧形板，使钢球在淬火过程中保持滚动状态，钢球冷却速度快、冷却均匀；具有淬火时间可控、工艺稳定、噪音低、结构紧凑等优点。

Description

一种斜轧球磨钢球淬火装置
技术领域
本发明属于金属塑性成形工艺与装备技术领域，特别涉及一种斜轧球磨钢球淬火装置。
背景技术
球磨钢球广泛用于粉磨各种矿石及其它物料，广泛用于选矿、水泥及火力发电等行业。我国铁矿、铜矿、水泥矿、发电等矿石用量30亿吨以上，需钢球300万吨以上。
钢球制造方法主要有锻造、铸造、轧制等生产工艺。轧制法生产钢球，具有生产效率高，每分钟可生产20～180个钢球，材料利用率高达98％，尺寸精度高，劳动条件好，生产成本低，质量好等优点，是一种先进的球磨钢球生产工艺。轧制后的球磨钢球一般需要进行空冷、水冷、回火处理，以提高钢球硬度、耐磨性能。
发明内容
本发明提供一种斜轧球磨钢球淬火装置，在淬火过程中保持滚动的状态，该装置实现的淬火工艺具有钢球冷却速度快、淬火均匀、工艺稳定等优点。
本发明的技术方案如下：一种斜轧球磨钢球淬火装置，所述淬火装置包括一水箱、一旋转淬火单元，所述旋转淬火单元架设在水箱上，进入淬火装置的钢球在旋转淬火单元中持续转动。
进一步地，所述水箱内侧设置有一与所述旋转淬火单元形状相配的弧形板，所述旋转淬火单元周侧均匀设置多个转轮挡板，进入淬火装置的钢球在转轮挡板及弧形板的作用下持续滚动。
进一步地，所述旋转淬火单元为一转轮，所述弧形板中心弧线的圆心与转轮的几何中心位置重合；
所述转轮的半径小于弧形板的半径，所述弧形板的半径与转轮的半径差为4-10mm。
进一步地，所述转轮包括一圆环板及一圆形板，所述圆环板及圆形板通过转轮挡板连接；所述圆环板外周侧圆的半径与圆形板外周侧圆的半径相等；所述圆环板外周侧圆心与圆形板外周侧圆心处于同一轴向方向；
所述转轮挡板的设置方向均指向所述转轮几何中心。
进一步地，所述水箱于圆环板的一侧面设置一进球装置及一出球装置，所述进球装置及出球装置分置于转轮中心轴向方向的两侧；
所述进球装置及出球装置分别具有一进球延伸口及出球延伸口，所述进球延伸口及出球延伸口延伸至所述转轮内侧，并进球延伸口及出口延伸口的进球方向及出球方向均相反于转轮的几何中心。
进一步地，所述转轮中心轴向方向上连接一转轴，所述转轴连接在所述圆形板中心处，所述转轴于所述转轮的两侧的位置处设置有左轴承座及右轴承座，所述左、右轴承座安装在水箱两侧面上；
所述转轴于右轴承座的一侧还设置有一减速器及一电机。
进一步地，所述水箱具有一出水管接口及一进水管接口。
进一步地，所述淬火装置的转速为C；
其中：A表示钢球直径，单位是毫米；
B表示轧机生产效率，单位是个/分钟；
C表示转轮转速，单位是转/分钟；
D表示转轮轴向宽度，单位是毫米；
H表示转轮中心距水位线的距离；
d1表示转轮内径，d2表示转轮外径，d3表示弧形板内径，单位是毫米；
η表示钢球填充率。
进一步地，所述d3、d2满足：4≤(d3-d2)/2≤10。
本发明的优点在于：
本发明采用的钢球淬火设备与球磨钢球轧机形成连续作业的生产线，可对钢球进行在线淬火热处理；
转轮挡板和弧形板，使钢球在淬火过程中保持滚动状态，钢球冷却速度快、冷却均匀；
具有淬火时间可控、工艺稳定、噪音低、结构紧凑等优点。
附图说明
图1为本发明实施例的外部结构示意图；
图2(a)为本发明实施例的转轮和弧形板的结构示意图，图2(b)为图2(a)中A处的放大图；
图3为本发明实施例的转轮的结构示意图；
图4为本发明实施例的轴系结构示意图。
图中：1.电机；2.减速器；3.右轴承座；4.转轮；5.弧形板；6.进球装置；7.左轴承座；8.出球装置；9.出水管接口；10.进水管接口；11.水箱；12.转轴。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步说明。
如图1所示，本发明一种斜轧球磨钢球淬火装置，包括电机1、减速器2、右轴承座3、转轮4、弧形板5、进球装置6、左轴承座7、出球装置8、出水管接口9、进水管接口10、水箱11和转轴12。其中，转轮装置作用是，使钢球通过入球口落入水箱内壁上，水中淬火过程中钢球保持滚动状态，再被转轮的挡板带到出球口。
所述转轮4包括两个圆形板，其中一个圆形板中间镂空状为圆环状，另一圆形板上分布有多个镂空孔，分布有多个镂空孔的圆形板中心处不镂空，所述两个圆形板外周边圆的半径大小相同，并两个圆形板通过多个转轮挡板连接固定，所述转轮挡板被均匀的分布在转轮4的周侧上，所述转轮挡板的设置方向均指向转轮4的几何中心。
所述分布有多个镂空孔的圆形板中心处连接转轴12，所述转轴12的轴向方向与转轮4的中心轴向方向一致，所述转轴12上相对于转轮4的两侧分别设置左轴承座7及右轴承座3，所述转轴12通过左、右轴承座固定在水箱11上，所述转轴12相对于右轴承座3的一侧依次设置减速器2及电机1，通过减速器2及电机1给转轴12提供转动的动力。
所述转轮4的具有中间镂空状的圆环板的一侧设置有进球装置6及出球装置8，所述进球装置6及出球装置8被固定在水箱11上，所述进球装置6及出球装置8分别具有一进球延伸口及出球延伸口，所述进球延伸口及出球延伸口被延伸至转轮4内侧，并进球延伸口及出口延伸口的进球方向及出球方向均相反于转轮4的几何中心。
所述水箱11具有出水管接口9及进水管接口10，所述出水管接口9及进水管接口10被设置在水箱11的同一侧，在其他实施例中，所述出水管接口9及进水管接口10可被设置不同侧。
图2和图3为转轮4和弧形板5的结构示意图。转轮4半径小于弧形板5的半径，但二者形成的间隙不宜超过4～10mm，所以Φ10～50mm钢球在转轮4的相邻两个挡板和弧形板5作用下保持滚动的状态，有利于淬火的均匀性。
图4为本发明的轴系结构示意图，电机1和减速器2通过键、螺栓连接，减速器2的输出轴和转轴12通过键连接起来，轴12与转轮4通过过盈热装配在一起。轴系采用两端轴承3、7固定的方式。
装置的转轮尺寸、电机转速要根据轧机生产效率、钢球大小来确定，部分数学关系如下：
①保证生产顺利不堵球，即保证热处理装置的处理能力不低于轧机效率。
每分钟内热处理装置的处理能力：
η＝0.4～0.6
整理得：
②保证钢球在热处理过程中处于滚动状态
4≤(d3-d2)/2≤10
其中：
A表示钢球直径，单位是毫米；
B表示轧机生产效率，单位是个/分钟；
C表示转轮转速，单位是转/分钟；
D表示转轮轴向宽度，单位是毫米；
H表示转轮中心距水位线的距离，单位是毫米；
d1表示转轮内径，d2表示转轮外径，d3表示弧形板内径，单位是毫米；
η表示钢球填充率。
本发明的工作原理：
电机1通过减速器2等带动转轮4转动。钢球沿着进球口6的通道落入转盘4的挡板上。Φ10～50mm钢球在转轮4的挡板和弧形板5作用下滚动，转轮转动到出球口8位置，钢球落入出球口5的管道中，完成淬火。伺服电机可以精确控制所述转轮的转速，从而控制钢球在水箱中淬火的时间。
本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变形不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变形。

Claims (6)

1.一种斜轧球磨钢球淬火装置，其特征在于，所述淬火装置包括一水箱、一旋转淬火单元，所述旋转淬火单元架设在水箱上，进入淬火装置的钢球在旋转淬火单元中持续转动后被排出淬火装置；
所述水箱内侧设置有一与所述旋转淬火单元形状相配的弧形板，所述旋转淬火单元周侧均匀设置多个转轮挡板，进入淬火装置的钢球在转轮挡板及弧形板的作用下持续滚动；
所述旋转淬火单元为一转轮，所述弧形板中心弧线的圆心与转轮的几何中心位置重合；所述转轮的半径小于弧形板的半径，所述弧形板的半径与转轮的半径差为4-10mm。
2.根据权利要求1所述的一种斜轧球磨钢球淬火装置，其特征在于，所述转轮包括一圆环板及一圆形板，所述圆环板及圆形板通过转轮挡板连接；所述圆环板外周侧圆的半径与圆形板外周侧圆的半径相等；所述圆环板外周侧圆心与圆形板外周侧圆心处于同一轴向方向；
所述转轮挡板的设置方向均指向所述转轮几何中心。
3.根据权利要求1所述的一种斜轧球磨钢球淬火装置，其特征在于，所述水箱于圆环板的一侧面设置一进球装置及一出球装置，所述进球装置及出球装置分置于转轮中心轴向方向的两侧；
所述进球装置及出球装置分别具有一进球延伸口及出球延伸口，所述进球延伸口及出球延伸口延伸至所述转轮内侧，并进球延伸口及出口延伸口的进球方向及出球方向均相反于转轮的几何中心。
4.根据权利要求1所述的一种斜轧球磨钢球淬火装置，其特征在于，所述转轮中心轴向方向上连接一转轴，所述转轴连接在所述圆形板中心处，所述转轴于所述转轮的两侧的位置处设置有左轴承座及右轴承座，所述左、右轴承座安装在水箱两侧面上；
所述转轴于右轴承座的一侧还设置有一减速器及一电机。
5.根据权利要求1所述的一种斜轧球磨钢球淬火装置，其特征在于，所述水箱具有一出水管接口及一进水管接口。
6.根据权利要求1所述的一种斜轧球磨钢球淬火装置，其特征在于，所述淬火装置的转速为C；
<mrow> <mi>C</mi> <mo>&amp;GreaterEqual;</mo> <mfrac> <mrow> <mn>2</mn> <msup> <mi>A</mi> <mn>3</mn> </msup> <mi>B</mi> </mrow> <mrow> <mn>3</mn> <mi>D</mi> <mi>&amp;eta;</mi> <mrow> <mo>(</mo> <msubsup> <mi>d</mi> <mn>2</mn> <mn>2</mn> </msubsup> <mo>-</mo> <msubsup> <mi>d</mi> <mn>1</mn> <mn>2</mn> </msubsup> <mo>)</mo> </mrow> <mi>a</mi> <mi>r</mi> <mi>c</mi> <mi>c</mi> <mi>o</mi> <mi>s</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mfrac> <mrow> <mn>2</mn> <mi>H</mi> </mrow> <msub> <mi>d</mi> <mn>2</mn> </msub> </mfrac> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mfrac> </mrow>
其中：A表示钢球直径，单位是毫米；
B表示轧机生产效率，单位是个/分钟；
C表示转轮转速，单位是转/分钟；
D表示转轮轴向宽度，单位是毫米；
H表示转轮中心距水位线的距离，单位是毫米；
d1表示转轮内径，d2表示转轮外径，单位是毫米；
η表示钢球填充率。
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